【高三物理专题总结】6光的直线传播及光的反射

第 1页 第 1 讲 光的直线传播及光的反射 一 光的直线传播和光速 一 基本概念 1 光源 把发光的物体叫做光源 例如 太阳 电灯 燃烧的蜡烛 2 光的作用 使物体发热 使照相底片感光 使光电池具有电能 3 光源的能量转化 把其它形成的能转变为光能 电灯 把电能转化为光能 蜡烛 把化学能转化为光能 太阳 把核能转化为光能 4 介质 光能够在其中传播的物质叫做介质 5 光的传播规律 光在同一均匀介质中 沿直线传播 6 光线 表示光束传播方向的有向直线 7 光束 有一定关系的一些光线的集合 8 眼睛判断物体远近的原理 根据两只眼睛对物体的视线间的夹角 判断物体的位置 做图法 用物体发出或反射出两条光线 把这两条光线向相反的方向延长 它们的交点就是物体所在 的位置 9 影子的形成 光线照到不透明的物体上 在物理背 光面形成的光线照不到的黑暗区域 10 本影 物体背后完全不受光照的区域 11 半影 本影周围只有部分光线照到的区域 12 影响本影和半影面积大小的因素是 发光体的面积和发光体到物体的远近 发光体的面积越大 本影面积越小 半影面积越大 发光体距物体距离越近 本影面积和半影面积越大 越远二者面积越小 13 光的传播速度 c 300000000 米 秒 14 小孔成像的原理是 光在同一均匀介质中沿直线传播 月牙通过树叶缝在地上形成的像仍然是月牙 方向正好和天上的月牙方向相反 二 针对练习 1 判断 1 光源可以发射出无数条光线 2 光线实际上是不存在的 3 光线就是很细的光束 4 光线是用来表示光传播方向的直线 5 白天在月球的本影区域内可见到日全食 6 白天在月球的半影区域里看到的是日偏食 7 夜间在月球全部处于地球半影区域时 能看到月偏食 8 夜里在月球全部处于地球半影区域时 能看到月全食 9 点光源对物体只能形成本影 第 2页 2 小孔成像的原理是 3 工棚顶上有一个三角小孔 当太阳透过该小孔到达地面时 光斑是 这是 现象 形成该现象的原因是 4 光在真空中的传播速度为 太阳光从发出到达用 8 分 20 秒时间 则太阳到地球的距离应 该是 km 5 月食时 人站在 区域时看到的是月全食 站在 区域时看到的是月偏食 6 一个小灯泡距离一个 10cm高的小木棒 20cm 在直棒另一侧 40cm处的影子多高 二 光的反射 平面镜 一 基本概念 1 反射定律 反射光线跟入射光线和法线在同一平面内 反射光线和入射光线分别位于法线的 两侧 反射角等于入射角 2 反射现象 折射现象 光的直线传播中的光路都是可逆的 3 镜面反射 物体受到平行光线照射后 反射光线也平行 这种反射叫做镜面反射 4 漫反射 物体受到平行光线照射后 反射光线不再平行 而是射向各个方向 这种反射叫做 漫反射 5 镜面反射和漫反射过程中都遵循光的反射定律 但反射光线不同 镜面反射把入射的平行光 线反射后仍平行射出 而光行光经漫反射却射向各个方向 6 平面镜成的是虚像 平面镜成的像与物体大小相等 像与物体的连线与镜面垂直 像与物体 到镜面的距离相等 7 三种作图法 一 反射定律法 二 对称法 在研究光照范围或可视范围时 光路可逆法 8 光入射角增大时 反射角也增大相应的角度 反射光线与入射光线的夹角增大为原来角度的 2 倍 9 平面镜的虚像 物体发出的光线经平面镜反射后 反射光线的反向延长线所形成的像叫平面镜的 虚像 二 针对练习 1 判断 1 入射光线与界面夹角为 30 度 反射光线与入射光线夹角是 60 度 2 入射光线与镜面夹角 90 度时 反射角为 0 度 3 镜面反射是反射角等于入射角的有规律的反射 漫反射是反射角不一定等于入射角的无规律的反 射 4 由 A点射到平面镜上的一条光线 反射后通过 B 点 则 B点射向平面镜上的光线经镜面反射后一 定经过 A点 5 一条光线射到平面镜上 入射角增大 则反射光线入射光线夹角增大为 2 2 一束光线跟平面镜成 角入射 要使反射光线跟入射光线成 150 度夹角 则 角等于 度 3 人向平面镜走近时 人在镜中的像的大小 第 3页 4 如下图 1所示 a b c 三条光线会聚于 S点 若在 S点前任意位置放置一平面镜 则三条反射光线 一点 5 如下图 2 一人站在水池旁边 试画出光路图 说明他从水面反光中看到水池对面的一棵大树的范围 6 在上图 3 4 中作出 AB ABC 所组成的图形在平面镜中的像 三 球面镜 1 球面镜 利用球面的一部分进行反射的镜叫球面镜 2 凹面镜 利用球面的内表面进行反射的球面镜叫凹面镜 凹面镜对光线会聚 3 凸面镜 利用球面的外表面进行反射的球面镜叫凸面镜 凸面镜对光线发散 4 球面镜的主轴 连接镜面顶点和球心的直线叫镜的主轴 5 凹面镜的焦点 跟主轴平行的光线射到凹面镜上 反射光线会聚在主轴上的一点 这个点叫凹面 镜的焦点 6 凸面镜的虚焦点 跟主轴平行的光线射到凸面镜上 反射光线发散 发散光线的反向延长线会聚 在凸面镜另一侧主轴上一点 该点叫凸面镜的虚焦点 7 凹面镜 凸面镜 反射面 球面内表面 球面外表面 光学特性 对光线会聚 对光线发散 焦点 实焦点 虚焦点 光路图 应用 a 会聚光线 b 获得平行光 a 扩大视野 b 发散光线 8 球面镜法线 连接球心和入射点的半径就是法线 第 4页 针对训练 光的直线传播及光的反射 1 当月球绕地球旋转时 正好转到太阳和地球之间 在地球上某些地方便发生日食 下列说法中正确 的是 A 在月球背面的本影区地面上将发生日全食 B 在月球背面的半影区地面上将看到日偏食 C 发生日环食时月球距地球比发生日全食时月球距地球近一些 D 发生日环食时月球距地球比发生日全食时月球距地球远一些 2 下列有关光反射的说法正确的是 A 平行光束射向物体表面 反射后可能不是一束平行光 B 在镜面反射中 光的反射遵守反射定律 在漫反射中 光的反射不遵守反射定律 C 电影银幕用粗糙材料 这是为了增加漫反射效果 D 两种介质的界面是一个平面 当光线垂直于界面从一种介质进入另一种介质时一定没有反射光线 3 如图 1所示 a b c三条光线会聚于 S点 若在 S点前任意位置放一平面镜 则 图 1 A 三条反射光线可能交于一点 也可能不交于一点 B 三条反射光线一定不会交于一点 C 三条反射光线一定交于镜前一点 D 三条反射光线的延长线交于镜后一点 4 一点光源 S 经平面镜 M 成像于 S 人眼于 P点可以观察到的 S 如图 2 所示 今在 S M 之间放一 不太大的遮光板 N 则 图 2 A S 不能在 M 中成像 B S 仍能在 M 中成像 第 5页 C 人眼观察到的 S 的亮度变弱 D 人眼观察到的 S 的亮度不变 5 一人正对一竖立的平面镜站立 人的身体宽为 a 两眼相距为 b 欲使自己无论闭上左眼或是右眼 都能用另一只眼从镜子看到自己的整个身体 镜子的宽度至少应为 A 2 1 a B 2 1 b C 2 1 a b D 2 1 a b 6 一个点光源 S 对平面镜成像 设光源不动 平面镜以速度 v 沿 OS 方向向光源平移 镜面与 OS 方向 之间的夹角为 30 则光源的像 S 将 图 3 A 以速率 0 5 v沿 S S 连线向 S 运动 B 以速率 v沿 S S 连线向 S 运动 C 以速率 3 v沿 S S 连线向 S 运动 D 以速率 2 v 沿 S S 连线向 S 运动 7 一平面镜放在圆筒内的中心处 平面镜正对筒壁上一点光源 S 平面镜从如图 4 所示的位置开始 以角速度 绕圆筒轴 O匀速转动 在其转动 45 角的过程中 下述说法中正确的是 图 4 A 点光源在镜中所成像与反射光斑运动的角速度相同 都是 2 B 点光源的像运动的角速度小于反射光斑运动的角速度 反射光斑运动的角速度为 2 C 点光源的像运动的角速度大于反射光斑运动的角速度 反射光斑运动的角速度为 2 D 点光源在镜中的像与反射光斑运动的角速度均为 8 如图 5 所示 一小球紧靠在光源 S 前方水平向左平抛 恰好落在墙角 A 处 则小球在运动过程中 竖直墙壁上球影中心的运动是 第 6页 图 5 A 匀速直线运动 B 自由落体运动 C 先加速 后减速 D 先减速 后加速 9 如图 6 所示 激光液面控制仪的原理是 固定一束激光 AO 以入射角 i 照射液面 反射光 OB 射到水 平光屏上 屏上用光电管将光讯号变成电讯号 电讯号输入控制系统用以控制液面高度 如果发现光点在 屏上向右移动了 s的距离射到 B 点 由此可知液面降低了 图 6 10 如图 8 所示 蜡烛 AB 置于平板玻璃 MN 前 1 m处 紧靠 MN 背后有与 AB 等高的蜡烛 CD 现使 CD 以 2 m s的速度向右匀速移动 要在 2 s时 能从玻璃的左侧透过玻璃看到右侧只有一支蜡烛 则必 须同时使玻璃 MN 由静止开始以多大的加速度向右做匀加速运动 图8 第 7页 11 在地质考察中发现一个溶洞如图 9所示 洞内有一块立于水中的礁石 1 若洞内光线充足 人便能在洞外借助于水平面看到礁石的像 试画出人在洞外看到礁石像 的范围 2 若洞内光线不充足 为了能在洞外对礁石进行观察 必须用灯光对它照明 则灯应放在什 么位置才有可能照亮全部礁石 图 9 高考真题 1 09全国 卷 某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜 两平面镜相对平行 物体距离左镜 4m 右镜 8m 如图所示 物体在左镜缩成的像中从右向左数的第三个与物体的距离是 A 24m B 32m C 40m D 48m 2 04 甘肃理综 图中 M 是竖直放置的平面镜 镜离地面的距离可调节 甲 乙二人站在镜前 乙 离镜的距离为甲离镜的距离的 2 倍 如图所示 二人略错开 以便甲能看到乙的像 以 l 表示镜的长 度 h 表示乙的身高 为使甲能看到镜中乙的全身像 l 的最小值为 A h 3 1 B h 2 1 C h 4 3 D h 第 8页 3 04 全国理综 如图所示 S 为一在 xy 平面内的点光源 一平面镜垂直于 xy 平面放置 它与 xy 平面的交线为 MN MN 与 x 轴的夹角 30 现保持 S 不动 令平面镜以速率 v 沿 x 轴正方向运动 则 S 经平面镜所成的像 A 以速率 v 沿 x 轴正方向运动 B 以速率 v沿 y 轴正方向运动 C 以速率 2 1 v沿像与 S 连线方向向 S运动 D 以速率 v 沿像与 S 连线方向向 S运动 4 05北京 一人看到闪电 12 3 s后又听到雷声 已知空气中的声速约为 330 m s 340 m s 光速为 3 10 8 m s 于是他用 12 3 除以 3 很快估算出闪电发生位置到他的距离为 4 1 km 根据你所学的物理知识可 以判断 A 这种估算方法是错误的 不可采用 B 这种估算方法可以比较准确地估算出闪电发生位置与观察者间的距离 C 这种估算方法没有考虑光的传播时间 结果误差很大 D 即使声速增大 2 倍以上 本题的估算结果依然正确 参考答案 针对训练 光的直线传播及光的反射 1 ABD 2 AC 3 C 4 BD 5 C 6 B 7 A 8 A 9 cot 2 s i 高考真题 1 B 2 A 3 D 4 B